diff --git "a/docs/2023-10/\347\206\212\350\257\264\350\202\277\347\230\244_Nature_Medicine__cfDNA_\350\241\250\350\247\202\346\243\200\346\265\213\344\270\211\345\220\210\344\270\200_2\344\270\252Figure\346\215\242\346\235\2454\344\270\252\344\272\277_.md" "b/docs/2023-10/\347\206\212\350\257\264\350\202\277\347\230\244_Nature_Medicine__cfDNA_\350\241\250\350\247\202\346\243\200\346\265\213\344\270\211\345\220\210\344\270\200_2\344\270\252Figure\346\215\242\346\235\2454\344\270\252\344\272\277_.md" new file mode 100644 index 00000000..6003acce --- /dev/null +++ "b/docs/2023-10/\347\206\212\350\257\264\350\202\277\347\230\244_Nature_Medicine__cfDNA_\350\241\250\350\247\202\346\243\200\346\265\213\344\270\211\345\220\210\344\270\200_2\344\270\252Figure\346\215\242\346\235\2454\344\270\252\344\272\277_.md" @@ -0,0 +1,15 @@ +--- +title: "熊说肿瘤｜Nature Medicine, cfDNA 表观检测三合一，2个Figure换来4个亿？" +date: 2023-10-27T00:36:18Z +draft: ["false"] +tags: [ + "fetched", + "熊言熊语" +] +categories: ["Acdemic"] +--- +熊说肿瘤｜Nature Medicine, cfDNA 表观检测三合一，2个Figure换来4个亿？ by 熊言熊语 +------ +
Nature medicine 一篇 paper 2 个 figure 催生一个4亿美元融资公司，1ml血测多种表观基因组图谱是什么情况 ？

2023 年的 ESMO 大会日程出来以后，我筛选完 2023 ESMO 我眼中那些值得关注的 MRD 研究，接着挑选有意思的O和MO，就看到这样一个吸引人的标题。
血液+分型+表观，深深击中了我。
对于这类「proffered paper session」已经把全文上交给ESMO的内容，大概率后面会是一篇可以持续关注的paper，再加上头尾作者都来自 Dana-Farber Cancer Institute。
这，你不关注？
说paper，paper就到。
10月21号，Nature Medicine 正式 online 了这篇 Freedman（我愿称之为自由的男人）作为通讯的论文。
因为是 Brief Communication 正文只有两个 figure，接下来就一起读一读。emm，其实除了正文，在附件中包括 10 个 Extended Data figure，不要把它想那么简单。

先赠送一个太长不看版本
背景：当前我们最熟悉的商业化产品级 ctDNA 检测（尤其是伴随诊断和用药决策）主要通过获取癌细胞的基因组变异来进行分析，基本上无法直接检测重要的表观遗传学变化和基因表达状态。因此，癌症表观基因组是大多数液体活检分析的盲点。 
牢记我曾经反复说过的「遇事不决异质性，突变不行看表观」研究锦囊的读者懂得都懂。
如果从血浆中能很好地解析癌症表观基因组和基因调控信息，或许能在指导精准治疗，揭示某些耐药反应方面给出一些新的转化方向。
关键问题：因此，是否可以从血浆 ctDNA 中准确检测出重要的表观遗传学标记，进而判断肿瘤关键驱动事件和药物靶点活性等，为个性化治疗提供依据，就是一个关键的科学/临床问题。
关键结论：
来自 dana-farber 的研究团队，开发了一种可以通过 1ml 血浆样本进行多种表观遗传学检测的方法，能够同时检测包括H3K4me3和H3K27ac在内的组蛋白修饰以及 DNA 甲基化，基于分析结果可以评估关键基因的启动子和增强子活性，从而推测基因表达和肿瘤表型。
研究者们在 15 种癌症 433 例患者中应用这种方法，结果表明该方法可以：


接下来是付费内容展开讲讲，这从 1 毫升血浆中检测全基因组的表观遗传图谱究竟做啥嘞？
样本检测和 CRE 鉴定
433 名患有 15 种晚期癌症之一或无癌症病史的参与实验人群共得到了 1268 个血浆表观基因组图谱。具体样本数量如下图左所示。

这1268个血浆表观基因组，其实包含了5种信息，分别是H3K4me3 H3K27ac PanH3ac 以及 meDIP和LP-WGS。需要注意的一点是，这里并非每个患者或者每个癌种都有完整匹配的多类型数据。
至于这1ml血是怎么用的？
在生物学上，如果想研究调控元件（regulatory elements RE），我们就需要使用特定的表观遗传标记去锁定。如果想研究表观遗传学标记，就需要在实验过程中使用相对应的抗体。
以下是表观遗传学知识点，请背诵：


在这项研究的实验体系中，大概的思路是：首先使用抗体构建 cfChip 文库（可以富集这三种修饰在基因组的结合信息），接着再从 cfChIP 后的血浆上清液中提取 cfDNA 用于随后的 cfMeDIP 文库制备，来检测DNA甲基化信息。
如此这般，完成测序后，就实现了所谓的1ml血液同时检测多种表观遗传图谱的操作。
这，简单吗？听起来挺简单的。
但，如果想实现商业化，在 1ml 血液中如何让三种表观抗体稳定的结合建库，然后如何稳定地再进行甲基化测序，同时还要高效保证样本成功率，这，很难。
至于为什么这项研究里也并非每个人都有对应的所有类型数据？我也不造。
有了测序数据之后，研究人员通过计算这些修饰对应的基因组结合位点信号强度和样本自身ctDNA含量的相关性，把那些显著正或者负相关的结合区域找出来，就得到了所谓的 ctDNA 相关 RE（下文中使用 CRE 代替）
CREs 富集发育相关基因
确认该方法可以检测癌信号
CRE 分析发现涉及发育的转录因子 （如 FOXA1、SOX9 和 SOX13）和原癌基因（如 MYC、EZH2 和 EGFR）启动子激活，以及肿瘤抑制基因（如 APC 和 PTEN）启动子抑制性甲基化，表明这些基因可能通过表观遗传学变化在癌症中出现失调。
CREs 附近的基因高度富集于与胚胎发育 embryonic development 和细胞命运 cell fate commitment 相关的功能注释，这与癌症重新激活发育调控程序的假说一致。
ctDNA 呈负相关的 CREs 富含与免疫功能相关，这可能反映了造血细胞的 RE 活性。
结果表明了血浆中癌症表观基因组图谱的生物学相关性。

启动子 H3K4me3 信号与基因表达关联，
反映诊断和预测生物标志物表达
该检测方法为血浆中癌症基因表达提供了替代物。
血浆中的 H3K4me3 信号与细胞中测得的基因表达水平以及癌症诊断和预测生物标志物的表达相关。
这种检测方法可以测量 ERBB2、ERBB3、NECTIN4 和 DLL3 等药物靶标基因的启动子活性。

增强子 H3K27ac 信号可以检测
临床相关的转录因子如 ER、AR 的活性
用 H3K27ac 评估血浆中增强子活性的能力，实际分析使用通过之前研究中利用 ATAC-seq 定义的肿瘤调控元件，血液 H3K27ac 成功捕捉到了癌症 RE 的活性。
下图代表了理论上，TF结合位点周围的H3K27ac信号。

这里是实际的信号。
可以看出，通过血浆中的增强子图谱，可以推断出血浆中具有治疗靶向性的 TF 活性，包括乳腺癌血浆中的雌激素受体（ER）、前列腺癌中的雄激素受体（AR）和肾细胞癌（RCC）中的 HIF2α

增强子分析确定耐药性表观遗传驱动因素
血浆中的增强子分析，确定了耐药性相关的表观遗传驱动因素。
去势抵抗性前列腺癌针对激素疗法不再有效的样本中，结果显示H3K27ac cfChIP 检测到了前列腺癌中驱动抗性的雄激素受体 (Androgen Receptor) AR 基因增强子激活。
但是，该基因座在良性和癌变的前列腺组织中都是低甲基化的。
在前列腺癌治疗诱导的神经内分泌分化（NE-diff）患者血浆中，ASCL1（驱动 NE-diff 主要的转录因子）结合位点，和 FOXA1 的 NE 特异性结合位点 H3K27ac 信号均升高。
这个结论之所以重要，是因为在许多癌症中，NE-diff 逐渐被认为是靶向疗法获得性耐药的机制之一，NE-diff 的检测在临床上可以辅助判断高级别神经内分泌肿瘤通常对铂类化疗的响应，但异质性和误差使病理诊断往往有挑战。
最后，作者从血浆中创建了一个基于 NE-diff 的多癌分类器（利用之前在不同来源组织的神经内分泌肿瘤中确定的一组相关 RE ）。
结果显示神经内分泌 RE 中血浆 H3K27ac 信号可以区分有 NE-diff 和无 NE-diff 的癌症。

paper 之外
paper 本身的核心内容，以上，聊完了。
论意义，简而言之，这篇paper实现的「三合一」方法，克服了针对基因组变异的 ctDNA 检测局限性，实现直接检测基因表达和调控信息，具有极大的临床应用前景（最后半句是作者说的）。
但是有两点要提醒一下。这里的研究应该叫做"概念验证性研究"，这里用到的癌症样本，基本都是癌症晚期样本。
所以，这篇paper的内容有没有给你自己的项目一些什么启发呢？
欢迎留言让我白嫖一下你的启发，毕竟本来计划用作 newsletter 会员内容的。
paper之外，简单说几句。
dana-ferber癌症研究所的助理教授、ESMO 大会发言人、医学博士 Sylvan Baca 老铁在自己的EMSO 报告中，不避讳地在第二页明明白白写清了利益相关。
Stock/ consulting fees：来自一家名字叫做 Precede Biosciences 的初创公司。而他本人其实也有另外一个小身份：Precede Biosciences的联合创始人。
就在 paper online 的同期，Precede Biosciences 正式官宣自己完成 5700万美元融资，作为一个肿瘤NGS领域的新生力量脱去了神秘面纱公之于众。
这家公司不详细展开啦，因为听闻隔壁 循因缉药 背后大佬——海王，也关注到了这家公司并且刚刚放送了自己的吃瓜成果。我会把海王的分析文章放在今天推送的次页供你赏析。
说到海王，我愿称其「我的海王，无限猖狂」，他总能及时发现那些奇奇怪怪的公司和八卦，我俩今后怕偶尔还会殊途同归的「撞车」。
最后，再提两个细节。
第一，这家公司含「丹」量很足，SAB 中有很多人都是 data-farber 的教授。
第二，投资方背景很硬，公司高管们路子很野。
有 BMS，illumina 和 Lilly 以及 5AM，但是一头一尾是亮点。
QATAR的钱都来了，以及， Dana-Farber BSC 的加入，让研究机构的大佬们合情合理地搞起了「校办企业」。真香～
期待我们自己真正的产学研结合，这样的场面也可以到来。
好了，就写到这里，下次再见～

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